Trabalho de Termodinâmica

O tanque A tem um volume de 27 dm³ e contém R410A a 65 ºC sendo 10 em volume na fase líquida e 90 na fase vapor Enquanto isso o tanque B está em vácuo A válvula é então aberta e após um certo tempo os tanques ficam na mesma pressão de 200 kPa Durante o processo há uma transferência de calor de modo que o refrigerante permanece a temperatura constante a Qual é o título percentual inicial de refrigerante contido no tanque A b Qual é o volume em m³ do tanque B Um tanque rígido de 300 L contém volumes iguais de líquido e vapor de R134a a 50 ºC Uma quantidade adicional de R134a entra no tanque até que a massa final atinja 255 kg Assumindo que a temperatura do sistema permaneça constante determine a a quantidade de R134a em kg que entrou no tanque b o volume final em L de líquido Uma panela de pressão em um determinado instante contém água no estado líquido saturado ocupando a décima parte do seu volume total O vapor ocupa o restante do volume Sabendo que o volume interno da panela é de 20 L e que a água está a temperatura de 154 ºC determine o título percentual da mistura Resposta Um tanque fechado contém uma mistura bifásica líquidovapor de H2O em equilíbrio a 337 C A distância do fundo do tanque ao nível de líquido é 8 m a Qual é a diferença de leitura de pressão em kPa entre o fundo e o topo do tanque b Qual é a pressão manométrica em kPa 1 m acima do nível de líquido Página anterior Finalizar tentativa Questao 1 Mistura em tanques interligados de R410A Para resolver esta questao determinei a massa total e o volume do tanque B para uma amostra de R410A inicialmente em duas fases a 65 C utilizando um sistema fechado de dois tanques interligados 1 Equacoes fundamentais Parti das equacoes de conservacao de massa e da definicao de tıtulo inicial em primeira pessoa mAi mℓ mv 1 mtot mAi 2 xi mv mtot xi 100 mv mtot 3 2 Sistema de coordenadas Nao e necessario definir eixos de velocidade pois adotei um controle de vo lume global que engloba os dois tanques interligados 3 Hipoteses simplificadoras Processo isotermico T 65 C mantido constante Sistema fechado toda a massa de R410A permanece nos tanques AB Tanque B inicialmente evacuado mBi 0 Equilıbrio termodinˆamico imediato a P 200 kPa e T 65 C Vapor superaquecido tratado com tabelas ou como gas ideal se ne cessario Propriedades obtidas de Sonntag 7ª ed por interpolacao ou direta mente de tabelas 1 4 Simplificacao algebrica mtot Vℓ vf65 Vv vg65 4 VB mtot vsup65 200 kPa VA 5 xi Vvvg Vℓvf Vvvg 6 5 Tabela de propriedades Tabela 1 Propriedades termodinˆamicas do R410A a 65 C Estado T P kPa vf m3 kg1 vg m3 kg1 Saturado 65 3910 0000 694 0038 65 Superaquecido 65 200 1937 6 Calculo numerico Em primeira pessoa realizei VA 27 103 m3 Vℓ 010 VA 27 104 m3 Vv 243 103 m3 mℓ 27 104 0000694 0389 kg mv 243 103 003865 00629 kg mtot 0389 00629 0452 kg xi 00629 0452 01390 xi 139 VB 0452 1937 27 103 876 m3 VB 876 m3 Questao 2 Tanque rıgido de R134a a 50 C Eu determinei a massa adicionada e o tıtulo final em um tanque rıgido con tendo R134a 2 1 Equações fundamentais miℓ miv min mf mf 255 kg 7 miℓ Viℓ vf50 miv Viv vg50 8 min mf miℓ miv Vtot mf vf x vg vf 9 x Vtot mf vf vg vf mfv xmf mfℓ mf mfv 10 Vfℓ mfℓ vf 11 2 Sistema de coordenadas Usei apenas o volume interno do tanque rígido como controle agregado 3 Hipóteses simplificadoras Tanque rígido sem fugas Vtot 0300 m3 Processo isotérmico a 50 C R134a nos estados saturados antes e depois Propriedades obtidas de Sonntag 7ª ed 4 Propriedades termodinâmicas usadas Tabela 2 Propriedades de R134a a 50 C saturado Propriedade vf m3 kg1 vg m3 kg1 Líquido saturado vf 0000 907 2 Vapor saturado vg 0015 09 5 Cálculo numérico Em primeira pessoa calculei Viℓ Viv 1 2 300 L 0150 m3 Vtot 0300 m3 miℓ 0150 00009072 1653 kg miv 0150 001509 994 kg min 255 1653 994 797 kg x 0300 255 00009072 001509 00009072 00190 190 mfv 00190 255 485 kg mfℓ 255 485 25015 kg Vfℓ 25015 00009072 02271 m3 2271 L Respostas min 797 kg Vfℓ 2271 L Questao 3 Qualidade em vaso rıgido a 154 C Eu calculei o tıtulo percentual de uma mistura em vaso rıgido 1 Equacoes fundamentais mℓ Vℓ vf mv Vv vg x mv mℓ mv x 100 x 2 Sistema de coordenadas Adotei apenas o volume total do contˆeiner como controle nao ha campo de velocidades 3 Hipoteses simplificadoras Equilıbrio de fase a 154 C lıquido e vapor saturados Vaso rıgido sem variacao de volume Propriedades obtidas diretamente de tabela NIST IR 5078 4 Dados geometricos e propriedades 5 Calculo numerico mℓ 00002 0001095 01827 mv 00018 035512 000507 x 000507 01827 000507 002701 x 2 70 4 Tabela 3 Parâmetros do vaso a 154 C Quantidade Valor Vtot 0002 m3 Vℓ 00002 m3 Vv 00018 m3 vf saturado 0001 095 m3 vg saturado 0355 12 m3 Questão 4 Equilíbrio hidrostático em líquido e vapor saturado Eu determinei a diferença de pressão hidrostática em coluna mista de líquido e vapor a 337 C 1 Equações fundamentais P2 P1 z2 z1 ρz g dz ρ g z 2 Dados termodinâmicos saturado NIST IR 5078 Tabela 4 Propriedades a 337 C Propriedade Valor Fonte Psat 14 059 kPa ρℓ 62019 ρv 8756 3 Hipóteses simplificadoras Equilíbrio de fases líquido e vapor saturado Tanque rígido sem fugas Temperatura constante a 337 C Gravidade g 981 ms2 constante 4 Calculos a Diferenca de pressao no lıquido z hℓ 8 m P ρℓ g hℓ 62019 981 8 487 kPa b Pressao manometrica 1 m acima do nıvel Pabsz 1 m Psat ρv g 1 14059 87616 981 140581 kPa Pman Pabs Patm 140581 1013 139568 kPa Respostas P 487 kPa Pman 13957 kPa 6